1.2.2 仿真模型

电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀上永磁材料的快速发展，永磁同步电机(PMSM)得以迅速推广和应用。PMSM以其体积小、性能好、可靠性高、结构简单、输出转矩大等特点，得到了越来越广泛的应用和青睐。随着PMSM应用领域的不断拓宽，对电机控制系统的设计要求也越来越高，既要兼顾成本低廉、控制算法合理，又需考虑控制性能好、开发周期短等特点。因此，如何建立有效的PMSM控制系统的仿真模型成为 电机控制算法设计人员迫切需要解决的问题。 

计算机仿真技术能有效地验证控制系统的设计思想，尤其是在采用电力半导体器件对电机进行交流调速的分析研究中，计算机仿真技术已成为重要的研究手段。MATLAB／SIMULINK是一种优秀的系统仿真工具软件，它具有模块化、可封装、可重载、而向结构图编程以及高度可视化等特点，可大幅度捉高系统仿真的效率和可靠性。矢量控制系统具有可连续控制、调速范围宽等特点，且在简化矢量变换控制系统方面已获得理想的结果，已作为现代交流调速的重要方向之一。目前，国内外在异步电机的建模与控制已基本成熟，而对永磁同步电机的控制和建模则还有大量的工作需要做。本文运了用MATLAB／SIMULINK建立永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，并进行了控制仿真研究，为进一步的实际研究奠定了理论基础。

2  永磁同步电动机的工作原理和数学模型

2.1  永磁同步电动机的工作原理

2.1.1 永磁同步电动机稳态方程

    电动机稳定运行在同步转速时，据双反应及理论可写出永磁同步电动机的电压方程。 

       =                            （1）

式中     ——永磁气隙基波磁场所产生的每相空载反电动势有效值；

  ——外施相电压有效值；源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

  ——定子相电流有效值；

  ——定子绕组相电阻；

 、  ——直交轴电枢反应电抗；

  ——定子漏抗；

  ——直轴同步电抗， ；  （2）                               

  ——交轴同步电抗， ；    （3）                      

 、  ——直、交轴电枢电流

     （4）                              

 —— 与 间的夹角，称为内功率角， 超前 时为正。由电压方程可绘制出永磁同步电动机在不同情况下稳态运行时的几种典型向量图，如图2所示。图中， 为气隙合成基波磁场所产生的电动势，称为气隙合成电动势； 为气隙合成基波磁场直轴分量所产生的电动势，称为直轴内电动势； 为 超前 的角度，即

功率角，也称为转矩角； 为电压 超前定子相电流 的角度，即功率因数角。图2a）、b）、c）中的电流  均超前于空载反电动势 ,直轴电枢反应均为去磁性质，导致电动机直轴内电动势 小于空载反电动势 。图2e中电流  滞后于 ，此时直轴电枢反应为增磁性质，导致电动机直轴内电动势 大于空载反电动势